简易的纤维素过滤器可彻底净化注射器注入的水

简易的纤维素过滤器可彻底净化注射器注入的水 水凝胶又是由纤维素纳米纤维"交织成网"构成的。纤维素是地球上最常见的有机化合物可以从植物等各种现成的天然资源中方便廉价地获得。在使用该设备时，用户首先使用普通注射器从溪流、湖泊或其他地方取水。然后，他们将注射器的一端插入过滤器顶部的端口，并将水注入其中。当水通过纳米纤维之间的微小缝隙时，大于 10 纳米的悬浮固体颗粒几乎 100%被截留，而细菌和病毒的大小通常超过 10 纳米。这样，从过滤器底部流出的水就变得清洁可饮用了。更重要的是，每个过滤器可使用 30 次，丢弃时可生物降解。在迄今为止进行的测试中，使用了 1.5 升（1.6 夸脱）大的注射器来收集浑水、河水和受微塑料污染的水，所有这些水都成功地使用过滤器进行了净化。科学家们目前正在努力扩大该技术的规模，以便一次处理更大量的水。首席科学家于桂华教授说："颗粒物污染水的问题迫在眉睫，特别是在偏远和欠发达地区，人们经常依赖受污染的水源饮用，这需要立即引起关注和重视。我们的系统能高效去除各种类型的颗粒，为改善淡水供应提供了一个极具吸引力且切实可行的解决方案。"有关这项研究的论文最近发表在《自然-可持续性》杂志上。 ... PC版： 手机版：

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物 科学家们设计出了一种利用纤维素生产可回收且稳定的聚合物的方法，为传统塑料提供了一种可持续的替代品。这一研究成果为生产环保材料提供了新的可能性。上图为本研究开发的新型可回收聚合物制成的透明薄膜。资料来源：Feng Li他们开发出了一种方便、多用途的方法，利用从植物纤维素中提取的化学物质制造各种聚合物；最重要的是，这些聚合物可以完全回收利用。该方法发表在《ACS Macro Letters》杂志上。纤维素是植物生物质中最丰富的成分之一，是所有植物细胞周围坚韧细胞壁的关键部分。纤维素很容易从稻草和锯末等植物废料中获取，因此，将纤维素用作聚合物生产的原料不会减少用于粮食生产的农业用地。纤维素是一种长链多糖聚合物，即由多个糖基（特别是葡萄糖）通过化学键连接而成。为了制造新型聚合物，北海道研究小组使用了两种市售的小分子，即由纤维素制成的左旋葡糖烯酮（LGO）和二氢左旋葡糖烯酮（Cyrene）。他们开发了新颖的化学工艺，将 LGO 和 Cyrene 转化为各种非天然多糖聚合物。通过改变聚合物的精确化学结构，可以生成不同的材料，用于各种可能的应用。"我们面临的最大挑战是控制将较小单体分子连接在一起的聚合反应，以及获得对普通应用足够稳定的多糖材料，同时还能在特定化学条件下被分解和回收。"左起研究小组的佐藤俊文、水上雄太、李锋和矶野拓也。图片来源：李锋李补充说，研究过程中最大的惊喜是他们制作的聚合物薄膜具有很高的透明度，这对于这些聚合物似乎最适合的专业应用来说可能至关重要。另一位通讯作者 Toshifumi Satoh 教授补充说：由于这些材料相当坚硬，可能难以用作塑料袋等柔性塑料材料，因此我认为它们更适合用作光学、电子和生物医学应用领域的高性能材料。世界各地的其他研究小组也在探索用植物制造塑料替代聚合物的潜力，其中一些"生物塑料"已经可以在市场上买到，但佐藤的研究小组为这一快速发展的领域增添了一个重要的新机会。研究小组现在计划探索更多的可能性，但可行的结构变化非常多，因此他们希望与计算化学、人工智能和自动合成方面的专家联手探索这些选择。"我们希望这项工作能开发出多种有用的非天然多糖聚合物，使其成为从生物质到高效回收的可持续合成闭环的一部分。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员开发出可再生骨骼的"骨绷带"

研究人员开发出可再生骨骼的"骨绷带" 压电材料在施加机械应力时会产生电荷。骨骼就是一种压电材料。由于骨具有电微环境，电信号在骨修复过程中发挥着重要作用，可有效促进骨再生。然而，骨再生是一个复杂的过程，依赖于机械、电气和生物成分。目前的骨再生策略，如释放生长因子的移植物或支架，都有其局限性，如供体部位的并发症、有限的可用性和高昂的成本。现在，韩国科学技术院（KAIST）的研究人员开发出了一种开创性的骨再生方法，它将压电和一种天然存在于骨骼中的矿物质结合在一起。羟基磷灰石（HAp）是骨骼和牙齿中的一种矿物质，在骨骼结构强度和再生中发挥作用。它通常被添加到牙膏中，用于重新矿化牙釉质和强化牙齿。研究发现，HAp 能促进成骨（骨形成），为新骨生长提供支架。它还具有压电特性和粗糙的表面，是制作骨生长支架的理想材料。因此，研究人员制作了一个独立的仿生物支架，将HAp集成到聚合物薄膜聚偏氟乙烯-三氟乙烯（P(VDF-TrFE)）的压电框架中。这种独立的支架在施加压力时会产生电信号，这使得这种方法有别于以往将HAp和P(VDF-TrFE)结合在一起的研究，后者仅限于金属假体的涂层。他们说，研究人员的新方法为骨再生提供了一个多功能平台，超越了表面结合应用。对含有和不含HAp的支架进行体外比较后发现，HAp支架上的细胞附着率要高出10%至15%。细胞培养五天后，HAp 支架上的细胞增殖率提高了 20% 至 30%，成骨水平提高了约 30% 至 40%。研究结果表明，HAp 最大限度地提高了支架的压电特性，并创造了一种类似于人体细胞外基质的环境，细胞外基质是所有组织的非细胞成分，它提供了组织再生所需的基本物理结构和重要线索。(d）显微 CT 图像显示使用不同支架的小鼠头骨的骨再生情况；（e）支架植入后 2、4 和 6 周的骨量和面积 Joo 等人研究人员随后在小鼠身上测试了他们的 HAp/P(VDF-TrFE)支架，将其置于动物头骨（小腿骨）的缺损处。支架维持了六周，没有发生变形。所有小鼠都存活了下来；没有观察到任何不良反应，包括感染或炎症反应。植入两周、四周和六周后，与对照组没有骨形成相比，安装了HAp支架的小鼠的骨再生能力明显增强。该研究的通讯作者之一 Seungbum Hong 说："我们开发出了一种基于 HAp 的压电复合材料，它可以像'骨绷带'一样加速骨再生。这项研究不仅为生物材料的设计提出了新的方向，而且在探索压电性和表面特性对骨再生的影响方面也具有重要意义。"这项研究发表在《ACS 应用材料与界面》杂志上。 ... PC版： 手机版：

莫纳什大学研究人员计算出膳食纤维摄入量对高血压的影响

莫纳什大学研究人员计算出膳食纤维摄入量对高血压的影响 我小时候，妈妈很喜欢用"粗粮"这个词来形容她认为完美饮食中的一种元素。粗粮是膳食纤维的另一个我们吃的食物中人体无法消化的部分。它有助于食物和废物通过肠道，并滋养有益的肠道细菌。生活方式干预，包括改变饮食习惯是治疗高血压的一线疗法。以往的研究发现，摄入大量膳食纤维的人患心脏病和中风的风险明显降低，死亡率也较低。然而，高血压指南并未明确指出膳食纤维的益处。莫纳什大学的研究人员对膳食纤维对高血压影响的研究进行了荟萃分析，提供了女性和男性为降低血压而需要摄入的可量化膳食纤维量。"膳食纤维已成为高血压治疗的一个重要组成部分，但却未得到足够重视，"该研究的主要作者、莫纳什生物科学学院的弗朗辛-马克斯（Francine Marques）说。"我们的研究强调了支持膳食纤维有效降低血压和减少心血管事件风险的证据"。荟萃分析表明，膳食纤维摄入量越高，血压下降越明显，与控制高血压的药物无关。根据他们审查的证据，对于女性高血压患者（根据世界卫生组织的标准，血压在 140/90 mmHg 或以上），建议每天摄入 28 克以上的膳食纤维；对于男性高血压患者，建议每天摄入 38 克以上的膳食纤维。据估计，每天每多摄入 5 克膳食纤维，收缩压（上图数字）可降低 2.8 毫米汞柱，舒张压（下图数字）可降低 2.1 毫米汞柱。研究人员说，膳食纤维的益处来自于它对肠道微生物群的积极影响。膳食纤维能让细菌产生具有抗炎和免疫调节功能的短链脂肪酸，有助于降低血压。Marques说："我们的研究强调，医疗服务提供者迫切需要将膳食纤维作为高血压管理的重要优先事项。通过将膳食纤维纳入治疗计划并让患者增加摄入量，我们可以大大减轻高血压的负担，改善心血管疾病的预后。"众所周知，西方化的饮食缺乏充足的纤维。加州大学旧金山分校（UCSF）研究人员指出，美国成年人的平均膳食纤维摄入量约为每天 15 克。以下是加州大学旧金山分校提出的一些确保在饮食中摄入更多纤维的建议：一般来说，每餐中至少包含一份全谷物（如大米、玉米、燕麦、藜麦、粗麦）。选择全麦面包（寻找每片纤维含量最高的面包）用糙米代替白米烹饪在沙拉中加入豆类每份 ½ 杯沙拉含有约 7 至 8 克纤维素每周两到三次，用豆类（如扁豆、豌豆、蚕豆、鹰嘴豆、花生）代替肉类做汤和咖喱饭等每天至少吃五份水果和蔬菜（新鲜水果比罐装水果更好）在麦片粥中加入水果是一个很好的开始，在甜点中加入新鲜水果也是一个很好的开始用全水果代替果汁这项研究发表在《高血压》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌 研究人员捕捉到肺癌转化的蛛丝马迹：免疫荧光图像显示，小细胞肺癌（紫粉色）在小鼠肺部的支气管（绿色）中扩散，支气管中含有残留的肺腺癌肿瘤细胞（蓝色）。图片来源：瓦默斯实验室埃里克-加德纳博士研究人员的研究结果发表在《科学》（Science）杂志上，他们发现，在从肺腺癌向小细胞肺癌（SCLC）转变的过程中，突变细胞似乎通过一种类似干细胞的中间状态发生了细胞身份的改变，从而促进了转变。"在人类患者身上研究这一过程非常困难。因此，我的目标是在小鼠模型中揭示肺腺癌向小细胞肺癌转化的内在机制，"研究带头人埃里克-加德纳博士说，他是刘易斯-托马斯大学医学教授、威尔康奈尔医学院桑德拉和爱德华-迈耶癌症中心成员哈罗德-瓦尔穆斯博士实验室的博士后研究员。这种复杂的小鼠模型耗时数年才开发完成并定性，但却让研究人员破解了这一难题。这项研究是与生理学和生物物理学助理教授、威尔康奈尔医学院迈耶癌症中心成员阿什利-劳格尼（Ashley Laughney）博士，以及劳格尼实验室研究生、三院计算生物学和医学项目成员伊桑-厄利（Ethan Earlie）合作进行的。瓦默斯博士说："众所周知，癌细胞会不断进化，尤其是为了逃避有效治疗的压力。这项研究表明，新技术（包括检测单个癌细胞的分子特征）与基于计算机的数据分析相结合，可以描绘出致命癌症进化过程中戏剧性的复杂事件，揭示出新的治疗目标。"SCLC最常发生在重度吸烟者身上，但这种类型的肿瘤也发生在相当多的肺腺癌患者身上，尤其是在接受了针对一种叫做表皮生长因子受体（EGFR）的蛋白质的治疗后，这种蛋白质会促进肿瘤生长。新的 SCLC 型肿瘤对抗表皮生长因子受体疗法具有抗药性，因为它们的生长是由一种新的癌症驱动因子高水平的 Myc 蛋白所推动的。为了揭示这些癌症途径之间的相互作用，研究人员设计小鼠患上了一种常见的肺腺癌，在这种癌症中，肺上皮细胞受 表皮 生长因子受体基因突变的驱动。然后，他们把腺癌肿瘤变成了SCLC型肿瘤，这种肿瘤通常来自神经内分泌细胞。为此，他们关闭了表皮生长因子受体，同时还发生了其他一些变化，包括肿瘤抑制基因Rb1和Trp53的缺失，以及已知的SCLC驱动基因Myc的增殖。表皮生长因子受体（EGFR）和Myc等癌基因是正常控制细胞生长的基因的变异形式。它们在推动癌症生长和扩散方面的作用众所周知。另一方面，抑癌基因通常会抑制细胞增殖和肿瘤发展。令人惊讶的是，这项研究表明，致癌基因的作用方式与环境有关。虽然大多数肺细胞对Myc的致癌作用有抵抗力，但神经内分泌细胞对Myc的致癌作用却非常敏感。相反，肺气囊的上皮细胞是肺腺癌的前体，它们在表皮生长因子受体突变的作用下过度生长。Laughney 博士说："这表明，在错误的细胞类型中，'癌基因'不再像癌基因那样发挥作用。因此，它从根本上改变了我们对致癌基因的看法。"研究人员还发现了一种既不是腺癌也不是SCLC的干细胞样中间体。只有当肿瘤抑制基因RB1和TP53 发生突变时，处于这种过渡状态的细胞才会变成神经内分泌细胞。他们观察到，另一种名为Pten的肿瘤抑制因子的缺失加速了这一过程。在这一阶段，致癌基因Myc可以驱动这些中间干样细胞形成SCLC型肿瘤。这项研究进一步支持了寻找靶向Myc蛋白疗法的努力，Myc蛋白与多种癌症有牵连。研究人员现在计划利用他们的新小鼠模型进一步探索腺癌-SCLC的转变，例如详细研究免疫系统如何正常应对这种转变。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

麻省理工学院研究人员利用压电纤维开发出主动降噪织物

麻省理工学院研究人员利用压电纤维开发出主动降噪织物 这项发表在《先进材料》（Advanced Materials）杂志上的研究，是在早先研究的基础上，创造出一种可以充当麦克风并放大声音的丝绸织物。在研究过程中，研究小组意识到他们的材料还可以用来过滤声音。他们将后一个想法付诸实践。这种由压电纤维制成的特制织物几乎不比头发丝粗。当施加电压时，这种材料就会振动，如果调整得当，就能像降噪耳机一样抵消传入的声音。这种方法在狭小的空间内很有用，但在室内却不奏效。为了应对这一挑战，他们需要一种不同的方法。研究人员发现，通过使用电压使织物完全静止，可以使其变成一种声屏障，像镜子一样将声音反射回声源。在测试中，直接抑制模式（类似于降噪耳机）能够将音量降低 65 分贝。在"静止"模式下，声音传播降低了 75%。虽然前景广阔，但在考虑商业推广之前，仍有许多工作要做。该团队需要进行更多的测试，以了解纤维数量、缝合方向和电源电压等变量的变化对性能的影响。第一作者格蕾丝-杨（Grace Yang）说，这仅仅是个开始，要让这项技术真正有效，"我们还有很多旋钮可以转动"。他们还需要找出将其推向市场的最佳方法。这项研究的共同作者、麻省理工学院教授尤尔-芬克（Yoel Fink）告表示，这种材料现在还太新，他甚至不知道它的市场在哪里。 ... PC版： 手机版：